DE10339923A1

DE10339923A1 - Verbesserte Anordnung eines Gebläses für ein Wärmeabführungssystem

Info

Publication number: DE10339923A1
Application number: DE10339923A
Authority: DE
Inventors: Shou-Te Yu
Original assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Current assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-17
Also published as: US20050042116A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Gebläses für ein das Wärmeabführungssystem, das im Wesentlichen ein Gebläse 21, 31 und einen darunter liegenden aus einer Vielzahl von mit Spiel zueinander parallel angeordneten Kühlrippen 221, 321 bestehenden Kühlkörper 22, 32 aufweist, der unmittelbar auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 23, 33 (z. B. einem Chip) auf einer Leiterplatte aufliegt, wobei das Gebläse 21, 31 einen Rahmen 212, 312 und einen darin gelagerten Ventilator 211, 311 aufweist, der eine Nabe und eine Vielzahl von schräg daran befestigten Flügeln aufweist und auf einer Lagerung des Rahmens 212, 312 angeordnet ist, die über Stege überbrückt mit der Umrandung des Rahmens 212, 312 verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator 211, 311 mit seiner Achse schräg zum Kühlkörper 22, 32, und zwar um eine parallel zu Kühlrippen 221, 321 verlaufende Kippachse um einen kleinen Kippwinkel gekippt im Rahmen 212, 312 angeordnet ist, dessen Oberseite entweder parallel zum Ventilator 311 oder parallel zum Kühlkörper 32 verlaufend ausgebildet ist. Die Befestigung/Halterung des Gebläses 21, 31 auf dem Kühlkörper 22, 32 kann entweder durch eine Verschraubung 212c, 42 oder durch eine Leiste-Nut-Verbindung 321a, 312b erfolgen.

Description

[Technisches Gebiet]
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Anordnung eines Gebläses für ein Wärmeabführungssystem für ein zu kühlendes elektronisches Bauteil, z.B. einen Chip, bestehend aus einem Gebläse mit einem Rahmen und einem darin gelagerten Ventilator, und einem unter dem Gebläse angeordneten Kühlkörper mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Kühlrippen zur großenflächigen Verteilung der vom Chip erzeugten Wärmemenge, die durch den vom Ventilator eingesaugte, durch die zwischen den nebeneinander liegenden Wärmerippen durchströmende Kühlluft nach außen abgeleitet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[Stand der Technik]
1 bis 3 stellen ein bekanntes Wärmeabführungssystem dieser An dar, das im wesentlichen ein Gebläse 11 und einen darunter liegenden aus einer Vielzahl von mit Spiel zueinander parallel angeordneten Kühlrippen 121 bestehenden Kühlkörper 12 aufweist, der unmittelbar auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 13 (z.B. einem Chip) auf einer nicht dargestellten Leiterplatte aufliegt. Das Gebläse 11 weist einen Rahmen 112 und einen darin gelagerten Ventilator 111 auf. Der Ventilator 111 weist eine Nabe und eine Vielzahl von schräg daran befestigten Flügeln auf und wird auf einer Lagerung des Rahmens 112 angeordnet, die über vier sich tangential erstreckende Stege überbrückt mit der Umrandung des Rahmens 112 verbunden ist, der mittels einer Verschraubung z.B. aus vier Schrauben 112a auf dem Kühlkörper 12 festgelegt wird, die jeweils durch ein an einer Ecke des Rahmens 112 angebrachtes Gewindeloch hindurch im Kühlkörper 12 eingeschraubt werden.
Im Betrieb wird Kühlluft durch den Ventilator 111 von oben eingesaugt und durch die zwischen den nebeneinander liegenden Kühlrippen 12 gebildeten Kanäle geleitet, wie es durch die Pfeile in 3 gezeigt ist.
Nachteilig ist bei der bekannten Anordnung des Gebläses 11, das mit seinem Achse senkrecht zum Kühlkörper 12 angeordnet ist, daß die Luft im wesentlichen senkrecht nach unten in die Kanäle, also parallel zu den großflächigen Seitenwänden 121a zum Boden der Kanäle hin einströmt und nach außen weitergeleitet wird. Deshalb hat die Luftströmung keine seitliche Komponente zur Erzeugung eines gewissen direkten Anstosses an den großflächigen Seitenwänden 121a der Kanäle zur Verbesserung der Wärmeabführungsleistung. Mit anderen Worten wird der Luftfluß nur scherdrucklos über die Seitenwände laminarartig geführt. Infolgedessen hat das Wärmeabführungssystem eine schlechte Wärmeabführungsleistung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeabführungssystem der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem der vorbeschriebene Nachteil vermieden werden kann.

Die Erfindung geht vom Gedanken aus, daß zur Erzeugung eines seitlichen Anstosses der Luft an den Seitenwänden der Ventilator mit seiner Achse schräg zur Kühlkörper, und zwar um eine parallel zum Kühlrippen verlaufende Kippachse um einen kleinen Kippwinkel gekippt angeordnet werden muß.

Demzufolge löst die Erfindung die gestellte Aufgabe gemäß dem kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 dadurch, daß der Ventilator mit seiner Achse schräg zum Kühlkörper, und zwar um eine parallel zum Kühlrippen verlaufende Kippachse um einen kleinen Kippwinkel gekippt auf diesem angeordnet ist.

Dabei gibt es hinsichtlich der Oberseite des Rahmens zwei mögliche Alternativen. In der ersten Alternative ist die Oberseite des Rahmens wie beim Stand der Technik parallel zur Oberseite des Kühlkörpers ausgebildet. In der zweiten Alternative ist die Oberseite des Rahmens parallel zum Ventilator, also schräg zum Kühlkörper ausgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

[Zeichnung]
1 eine perspektivische Explosionsansicht eines Wärmeabführungssystems mit einem bekannten senkrecht zum Kühlkörper angeordneten Gebläse,
2 in perspektivischer Ansicht des Wärmeabführungssystems in 1 in zusammengebautem Zustand,
3 eine geschnittene Seitenansicht des Wärmeabführungssystems in 2,
4 bis 6 entsprechend 1 bis 3 jeweils in perspektivischer Explosionsansicht, perspektivischer Ansicht, und geschnittener Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Wärmeabführungssystems, aber mit einem erfindungsgemäßen Gebläse, dessen Rahmen wie beim Stand der Technik ausgebildet und dessen Ventilator schräg zum Kühlkörper angeordnet ist,
7 bis 9 entsprechend 4 bis 6 jeweils in perspektivischer Explosionsansicht, perspektivischer Ansicht, und geschnittener Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Wärmeabführungssystems mit einem anderen erfindungsgemäßen Gebläse, dessen Ventilator schräg zum Kühlkörper angeordnet ist und dessen Rahmen eine gekippte, parallel zem Ventilator verlaufende Oberseite hat, wobei die Halterung des Gebläses auf dem Kühlkörpers durch eine komplementäre Leiste-Nut-Verbindung erfolgt, und
10 bis 14 jeweils eine perspektivische Explosionsansicht, eine Draufansicht, eine perspektivische Ansicht, eine andere Draufsicht, und eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform eines Wärmeabführungssystems, mit einer anderen Befestigungsmöglichkeit, die wie die erste Ausführungsform durch eine Verschraubung erfolgt, wobei 11 das Gebläse ohne Schrauben und 13 das gesamte Wärmeabführungssystem mit Schrauben darstellt. [Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen] Wie aus 4 bis 6 hervorgeht, weist das Wärmeabführungssystem wie beim Stand der Technik im wesentlichen ein Gebläse 21 und einen darunter liegenden aus einer Vielzahl von mit Spiel zueinander parallel angeordneten Kühlrippen 221 bestehenden Kühlkörper 22 auf, der unmittelbar auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 23 (z.B. einem Chip) auf einer nicht dargestelleten Leiterplatte aufliegt. Das Gebläse 21 weist einen Rahmen 212 und einen darin gelagerten Ventilator 211 auf. Der Ventilator 211 weist eine Nabe und eine Vielzahl von schräg daran befestigten Flügeln auf und ist auf einer Lagerung des Rahmens 212 angeordnet, die über vier sich tangential erstreckende Stege überbrückt mit der Umrandung des Rahmens 212 verbunden ist, der mittels einer Verschraubung z.B. aus vier Schrauben 212b auf dem Kühlkörper 22 festgelegt wird, die jeweils durch ein an einer Ecke des Rahmens 112 angebrachtes Gewindeloch 212a hindurch im Kühlkörper 22 eingeschraubt werden. Im Unterschied zum Stand der Technik ist der Ventilator 211 mit seiner Achse schräg zum Kühlkörper 22, und zwar um eine parallel zum Kühlrippen 221 verlaufende Kippachse (die senkrecht zur Zeichenebene in 6 steht) um einen kleinen Kippwinkel gekippt im Rahmen 212 angeordnet, dessen Oberseite wie beim Stand der Technik parallel zur Oberseite des Kühlkörpers 22 ausgebildet ist.
Im Betrieb wird Kühlluft durch den Ventilator 211 von oben eingesaugt und schräg nach unten durch die zwischen den nebeneinander liegenden Kühlrippen 12 gebildeten Kanäle geleitet, wie es durch die Pfeile in 3 gezeigt ist. Infolge der schrägen Anordnung des Ventilators 211 stößt der Luftstrahl mit einem tiefen Winkel an den Seitenwänden 221a der Kanäle an, wodurch ein seitlicher Scherdruck an den großflächigen Seitenwänden 221a infolge der Komponente in Querrichtung erfolgt, was eine wichtige Voraussetzung einer wirksamen Wärmeabführung darstellt. Daraus ergibt sich eine erhebliche Verbesserung der Wärmeableitung.
7 bis 9 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der das Wärmeabführungssystem wie beim Stand der Technik im wesentlichen ein Gebläse 31 und einen darunter liegenden, aus einer Vielzahl von mit Spiel zueinander parallel angeordneten Kühlrippen 321 bestehenden Kühlkörper 32 aufweist, der unmittelbar auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 33 (z.B. einem Chip) auf einer nicht dargestellten Leiterplatte aufliegt. Das Gebläse 31 weist einen Rahmen 312 und einen darin gelagerten Ventilator 311 auf. Der Ventilator 311 weist eine Nabe und eine Vielzahl von schräg daran befestigten Flügeln auf, und ist auf einer Lagerung des Rahmens 312 angeordnet, die über vier sich tangential erstreckende Stege überbrückt mit der Umrandung des Rahmens 312 verbunden ist. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform in 4 bis 6 ist hier die Oberseite des Rahmens 312 parallel zum Ventilator 311, und damit schräg zum Kühlkörper 32 verlaufend ausgebildet. Außerdem erfolgt in dieser zweiten Ausführungsform die Halterung des Gebläse 31 auf dem Kühlkörper 32 nicht durch eine Verschraubung, sondern durch eine Leiste-Nut-Verbindung 321a, 312b. Dafür weist der Rahmen 312 an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine sich daran erstreckende Nut 312b auf. Dementprechend weist der Kühlkörper innen an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils einen dazu komplementäre Leiste 321a als Führungsschiene auf, die jeweils in einer der beiden Nuten 312b geführt ist.
Mit Bezugnahme auf 9 wird im Betrieb die Kühlluft durch den Ventilator 211 von oben eingesaugt und schräg nach unten durch die zwischen den nebeneinander liegenden Kühlrippen 12 gebildeten Kanäle geleitet, wie es durch die Pfeile gezeigt ist. Infolge der schrägen Anordnung des Ventilators 211 stößt der Luftstrahl mit einem tiefen Winkel an Seitenwänden 221a der Kanäle an, wodurch ein seitlicher Scherdruck an den großflächigen Seitenwänden 221a infolge der Komponente in Querrichtung erfolgt, was eine wichtige Voraussetzung einer wirksamen Wärmeabführung darstellt. Daraus ergibt sich ebenfalls eine erhebliche Verbesserung der Wärmeableitung.
10 bis 14 illustriert als Alternative zur zweiten Ausführungsform eine andere Möglichkeit zur Befestigung des Gebläses 31 auf dem Kühlkörper 32. Dabei erfolgt die Befestigung wie beim Stand der Technik ebenfalls durch eine Verschraubung mit vier Schrauben 42, die jeweils durch ein am Rahmen 31 angebrachtes Gewindeloch 41 hindurch im Kühlkörper 32 eingeschraubt werden.

11: Gebläse
111: Ventilator
112: Rahmen
112a: Schraube
12: Kühlkörper
121: Kühlrippe
121a: Seitenwande der Kanäle
13: elektronisches Bauteil(Chip)
21: Gebläse
211: Ventilator
212: Rahmen
212a: Gewindeloch
212b: Schraube
22: Kühlkörper
221: Kühlrippe
221a: Seitenwande der Kanäle
23: elektronisches Bauteil(Chip)
31: Gebläse
311: Ventilator
312: Rahmen
312a: unteres Ende des Rahmens
312b: Nut
32: Kühlkörper
321: Kühlrippe
321a: Führungsleiste
321b: Seitenwande der Kanäle
33: elektronisches Bauteil(Chip)
41: Gewindeloch
42: Schraube

Claims

Anordnung eines Gebläses für ein Wärmeabführungssystem, das im wesentlichen ein Gebläse 31 und einen darunter liegenden, aus einer Vielzahl von mit Spiel zueinander parallel angeordneten Kühlrippen 321 bestehenden Kühlkörper 32 aufweist, der unmittelbar auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 33 (z.B. einem Chip) auf einer Leiterplatte aufliegt, wobei das Gebläse 31 einen Rahmen 312 und einen darin gelagerten Ventilator 311 aufweist, der eine Nabe und eine Vielzahl von schräg daran befestigten Flügeln aufweist und auf einer Lagerung des Rahmens 312 angeordnet ist, die über Stege überbrückt mit der Umrandung des Rahmens 312 verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator 311 mit seiner Achse schräg zum Kühlkörper 32, und zwar um eine parallel zu den Kühlrippen 321 verlaufende Kippachse um einen kleinen Kippwinkel gekippt in diesem Rahmen 312 angeordnet ist, und daß die Oberseite des Rahmens 312 parallel zum Ventilator 311 verlaufend ausgebildet ist.
Anordnung eines Gebläses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Gebläses 31 auf dem Kühlkörper 32 durch eine Verschraubung 42 erfolgt.
Anordnung eines Gebläses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Gebläses 31 auf dem Kühlkörper 32 durch eine Leiste-Nut-Verbindung 321a, 312b erfolgt, wobei der Rahmen 312 an seiner beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine sich daran erstreckende Nut 312b aufweist, und der Kühlkörper 32 dementsprechend innen an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils einen dazu komplementäre Leiste 321a als Führungsschiene aufweist, der jeweils in einer der beiden Nuten 312b geführt ist.
Eine Anordnung eines Gebläses für ein Wärmeabführungssystem, das im wesentlichen ein Gebläse 21 und einen darunter liegenden aus einer Vielzahl von mit Spiel zueinander parallel angeordneten Kühlrippen 221 bestehenden Kühlkörper 22 aufweist, der unmittelbar auf einem zu kühlenden elektronischen Bauteil 23 (z.B. einem Chip) auf einer Leiterplatte aufliegt, wobei das Gebläse 21 einen Rahmen 212 und einen darin gelagerten Ventilator 211 aufweist, der eine Nabe und eine Vielzahl von schräg daran befestigten Flügeln aufweist und auf einer Lagerung des Rahmens 212 angeordnet ist, die über Stege überbrückt mit der Umrandung des Rahmens 212 verbunden ist, wobei die Oberseite des Rahmens 212 parallel zur Oberseite des Kühlkörpers verlaufend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator 211 mit seiner Achse schräg zum Kühlkörper 22, und zwar um eine parallel zum Kühlrippen verlaufende Kippachse um einen kleinen Kippwinkel gekippt im Rahmen 212 angeordnet ist.
Anordnung eines Gebläses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Gebläses 21 auf dem Kühlkörper 22 durch eine Verschraubung 212b aus Schrauben 212b erfolgt, die jeweils durch ein an einer Ecke des Rahmens 212 angebrachtes Gewindeloch 212a hindurch im Kühlkörper 22 eingeschraubt werden.